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毕业设计论文汽车空调系统的原理与检修

XXX职业技术学院

专科生毕业设计（论文）

题目：

汽车空调系统的原理与检修

系别：

汽车应用技术系

专业：

汽车应用电子技术

学生：

指导教师：

评阅人：

完成日期：

2011-4-05

巢湖职业技术学院专科生毕业设计（论文）

题目：

汽车空调系统的原理与检修

总计毕业设计（论文）页

摘要………………………………………………………………………3

1、汽车空调技术简介………………………………………………4

1.1汽车空调的过去与未来……………………………………………4

1.2汽车空调的特点……………………………………………………5

3.1压缩机检修…………………………………………………………10

3.2储液干燥器的检修…………………………………………………12

3.3膨胀阀的修理过程…………………………………………………12

3.4冷凝器的检修………………………………………………………13

3.5蒸发器检修…………………………………………………………13

4、总结……………………………………………………………………14

5、参考文献………………………………………………………………15

摘要

汽车空调系统已成为现代轿车的基本配备，已由单一的制冷制热发展到现在的制冷制热一体化，给汽车空调的使用与检测带来新的挑战。

本文针对汽车空调的组成及工作原理作了详细的阐述，论文最后以汽车空调故障检修的方法，对汽车空调系统的再深入探讨，以达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。

关键词：

汽车空调压缩机检修

汽车空调的正确使用与检修

1汽车空调技术简介

1.1汽车空调的过去与未来

汽车空调是指对汽车座厢内的空气质量进行调节的装置。

不管车外天气状况如何变化，它都能把车内的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。

人们对汽车空调的兴趣逐年增加，汽车空调技术日趋完善，功能也越来越全面。

它的发展大体上可以分为如下几个阶段：

单一供暖空调装置阶段 始于1927年，目前在寒冷的北欧，亚洲北部地区，汽车空调仍使用单一供暖系统。

单一供冷空调装置阶段  始于1939年，美国帕克汽车公司率先在轿车装上机械制冷降温空调器。

目前单一降温的汽车空调仍在热带、亚热带部分地区使用。

冷暖型汽车空调阶段 始于1954年，原美国汽车公司，首先在轿车安装于冷暖一体化空调器，这样汽车空调才具备了降温、除湿、通风、过滤、除霜等空气的调节功能。

该方式目前仍然大量的使用在低档车上，是目前使用量最大的一种方式。

自控汽车空调装置阶段 由于前述的冷暖型汽车空调需依靠人工调节，这既增加上司机的工作量，还使控制不理想。

通用汽车公司1964年率先在轿车上应用自控汽车空调。

自控空调只需预先设定温度装置，便能自动地在设定的温度范围内运行。

装置根据传感器随时检测车外温度，自动地调制装置各部件工作，达到控制车外温度和行驶其他功能的目的。

目前，大部分的中高级轿车，高级大客车都装备自控空调

电脑控制汽车空调阶段 自1977年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司，同时将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车上后，即预示着汽车空调技术已发展到一个新阶段。

电脑控制的汽车空调功能增加，显示数字化，冷、暖、通风调控三位一体化。

电脑按照车内外的环境所需，实现了调节的精细化。

通过电脑控制实现了空调运行与汽车运行的协调，极大地提高了制冷效果，节约了燃料，从而提高了汽车的整体性能和舒适程度。

目前电脑控制的空调都装上豪华型轿车上。

1.2汽车空调的特点

众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。

了解汽车空调的特点，有利于进行汽车空调的使用和维修。

与室内空调相比，汽车空调主要有如下特点：

1.汽车空调安装在行驶的车辆上，承受着剧烈频繁的振动和冲击，因此，各部件应有足够的强度和抗振能力，接头应牢固并防漏。

不然将会造成汽车空调制冷系统的泄露，结果破坏了整个空调系统的工作条件，严重的会损坏制冷系统的压缩机等部件。

使用中要经常检查系统内制冷剂的多少，据统计，由于制冷剂的泄露而引起的空调故障约占全部故障的80%。

2.汽车空调所需的动力均来自发动机。

其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械，空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。

这空调称非独立空调系统。

大型客车和豪华型大、中客车，由于所需制冷量和暖气量大，一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的取暖设备，故称之为独立式空调系统。

虽然非独立空调系统会影响汽车的动了性，但它相对于独立空调，在设备成本、运行成本上都较经济。

据测试，汽车安装了非独立式空调后，耗油量会增加10%到20%（与车速有关）。

发动机输出功率减少10%到12%。

2汽车空调的组成与原理

2.1汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。

汽车空调分高压管路和低压管路。

1.电磁离合器

在非独立式汽车空调制冷系统中，压缩机是由汽车主发动机驱动的。

在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。

另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。

因此，通过控制电磁离合器的结合与分离，就可接通与断开压缩机。

当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的压力板与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。

当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失。

在弹簧作用下，压力板和皮带轮脱离，压缩机便停止工作。

2.压缩机

作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。

同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。

3.冷凝器

汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。

其作用是：

将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。

汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：

让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。

制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。

汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。

4.蒸发器 

也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。

其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。

同时对空气起减湿作用。

5.膨胀阀

膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。

其功用是：

把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象（即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏）和蒸发器出口蒸气异常过热。

6.贮液干燥器

贮液干燥器简称贮液器。

安装在冷凝器和膨胀阀之间，如图20所示，其作用是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。

同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。

而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。

贮液器出口端旁边装有一只安全熔塞，也称易熔螺塞，它是制冷系统的一种安全保护装置。

其中心有一轴向通孔，孔内装填有焊锡之类的易熔材料，这些易熔材料的熔点一般为85℃-95℃。

7.风机

汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。

风机按其气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。

8.电磁旁通阀

电磁旁通阀多用于大、中型客车的独立式空调制冷系统，其作用是控制蒸发器的蒸发压力和蒸发温度，防止蒸发器因温度过低而结霜。

电磁旁通阀一般安装在贮液干燥器与压缩机吸入阀之间。

2.2汽车空调的工作原理

（1）汽车空调系统制冷工作原理

1.压缩过程压缩机将蒸发器低压侧（温度约为0℃、压力约为0.15兆帕）的低温低压气态制冷剂压缩成高温（约70～80℃）、高压（约1.5兆帕）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。

2.冷凝过程送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温，压力约为1.0～1.2兆帕的液态制冷剂。

3.膨胀过程冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过的空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约－5℃）、低压（约为0.15兆帕）的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。

在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。

4.蒸发过程液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸汽经蒸发器不断吸热汽化转变成低温（约为0℃）、低压（约为0.15兆帕）的气态制冷剂，以吸收车厢内空气的热量。

从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。

制冷工作原理

图汽车空调制冷原理图

（1）

（2）半自动控制空调工作原理

当选好空调功能键后，空调系统就能在设定温度下自动控制温度和风量，其控制过程如下：

将温度选择电阻、环境温度传感器、车厢内温度传感器提供的信号输送到温度控制放大器，放大器即产生一个电流信号输送到真空换能器，转换成对应的真空度信号后，输送到真空驱动器，使控制杆位移，温度门控制曲柄、鼓风机调速线路板和反馈电位器都处在一个相应位置，从而输送一定温度和风量的空气。

半自动汽车空调系统的工作原理图如下

（2）：

半自动汽车空调系统的工作原理图

（2）

1—环境温度传感器2—车厢内温度传感器3—温度选择电阻4—真空换能器5—功能选择键6—温度控制放大器7—反馈电位器8—温度门控制曲柄9—鼓风机调速线路板10—真空保持器11—真空选择器12—控制杆13—主控制真空驱动器。

（3）全自动空调系统的工作原理

当温度发生变化，由热敏电阻组成的温度传感器将引起电阻的变化，这时电桥的输出电位Va和Vb相应发生变化，电桥处于不平衡状态，结果导致比较器OP的启动。

OP1和OP2组成的比较计算器对电桥送来的电信号进行比较后，由OP1或OP2输出一个电流值给真空电磁阀，而降温真空电磁阀将电信号转换成真空信号，调节真空伺服驱动器运行，带动控制杆对调温门开度、风机转速和热水阀开闭进行控制，达到温度恒定的控制目的。

全自动汽车空调系统工作原理图如下（3）：

全自动汽车空调系统工作原理图（3）

1—电桥2—比较计算器3—真空控制器4—调温键电阻5—车厢内温度传感器6—阳关辐射传感器7—大气温度传感器8—升温真空电磁阀9—降温真空电磁阀10—反馈电阻11—控制杆12—风扇转速开关13—真空伺服驱动器14—接发动机进气歧管15—真空罐16—热水阀开关17—调温门18—风道温度传感器。

2.3汽车空调主要功能包括以下4大部分:

制冷、制热、通风、除湿

制冷系统原理：

汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供,汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大,油耗也会相应的增加,油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系,环境温度高制冷剂膨胀的压力大,发动机驱动空调的消耗也相应加大,环境温度低油耗相应减少。

制热系统原理：

汽车空调制热与压缩机没有丝毫关系,制热的热源不是空调本身获取的,是由汽车的散热水箱（中控台下面的暖风机总成内的副水箱）提供,早晨在热车前空调吹出来的是冷风,待热车后空调热风源源不断的送出来,制热本身基本没有能量消耗,是利用汽车的余热完成的.但在冬季，为了提升水温，加大喷油量，也使耗油量增加。

但是只是在启动初期，等发动机运转正常，就是利用发动机的散热来供暖了。

（而有的柴油车由于水温上升慢，为了一发动车就能享受到暖风，所以在暖风机里面加有电热丝）。

通风：

通风分为内循环和外循环,使用内循环时车内空气基本不与外界交流,使用外循环时位于挡风玻璃下的新风口会将外界的空气源源不断的送进来,以保持车内空气的清新.

除湿：

空调制冷的过程就是除湿的过程,从制冷时产生的大量冷凝水就可以看出来了,在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾,打开空调驱雾就是一个除湿的过程。

3汽车空调的检修

3.1压缩机检修

1.压缩机拆卸

（1）压缩机拆卸方法

1）拆除电磁离合器连接导线。

2）从制冷系统内排出制冷剂。

3）从压缩机吸排气口拆下软管，并在压缩机吸排气口加盖，以免灰尘和水气进入系统内。

4）拆除压缩机驱动带。

5）从制冷系统托架上拆卸压缩机固定螺钉和压缩机，再将压缩机装在一个支架上，支架夹在台虎钳上。

6）排出压缩机内的冷冻油，用量筒测量出油量，并检查冷冻油是否变色，油内是否混有杂质。

2.电磁离合器的拆卸和修理

（1）电磁离合器的拆卸

1）使用Y形爪具的三个定位销插进离合器盘上的三个孔，固定离合器的驱动盘，用套筒扳手拆下主轴上的六角锁紧螺母。

2）六角锁紧螺母拆除后，用专用拉器拆下压板，并用卡簧钳拆卸内卡簧。

3）用拉拔工具拆卸离合器驱动盘，将压缩机带轮和轴承拔出。

4）拆下键和垫片。

垫片是用来调整驱动盘和摩擦板之间的间隙的，安装时用它来调整到规定的间隙。

5）用旋具拆下电磁线圈安装螺钉，卸下电磁线圈。

（2）电磁离合器的修理

1）检查离合器从动盘的摩擦表面，看是否由于过热和打滑而引起刮痕，以及是否翘曲变形，若从动盘有刮痕损伤或变形，就要更换带轮总成。

另外摩擦表面上的油物和赃物用清洁剂洗净。

2）检查离合器轴承有无松动或损坏，损坏的轴承必须更换，并上同规格的新轴承。

3）用万用表检查电磁离合器线圈有无短路或断路故障，若发生短路或断路，则须更换线圈。

4）检查完的电磁离合器，按拆卸时的相反步骤装配。

3.压缩机轴封的拆卸和修理

（1）压缩机轴封的拆卸

1）拆下离合器总成。

2）使用卡环钳，取下密封座卡环。

3）使用密封拆卸工具，伸入到密封座位置，然后锁紧密封座的内周面，向外拉出密封座。

4）用钩子取出密封件的O形密封圈。

（2）压缩机轴封的修理和安装

1）检查轴封摩擦表面是否良好以及石墨环是否磨损，拆下的轴封不能再用，必须更换新的轴封。

2）用清洁的冷冻油清洗压缩机密封部位。

3）用清洁的冷冻油涂抹U形密封圈，并将其装入密封沟槽内。

4）用清洁冷冻油涂抹密封座，并将其细心地压入安装孔内。

5）安装卡环和油封盖。

6）重新装上离合器。

（2）压缩机内部零件的修理和安装

1）检查压缩机活塞和气缸，若活塞和气缸有拉毛现象，则须更换压缩机。

2）检查压缩机轴承，若有损坏则须更换。

3）检查压缩机阀片和阀板。

阀板可以用油是打磨平整，阀片、缸垫和O形密封圈损坏则须更换。

4）装配时所有的零部件都要清洗干净，以保障油路畅通，并在各摩擦部位涂抹冷冻油。

5）所有的结合面须清洁干净并在垫片上涂上冷冻油，均匀的压紧螺栓，装上前后盖板。

6）用手转动压缩机运转是否顺利。

5．压缩机维修后的性能检查

（1）压缩机内部的泄露检查：

在压缩机吸排气检修阀上装上歧管压力计，并关闭手动高低压阀，再用手转动压缩机主轴，每秒转一圈，共转十圈。

这时打开手动高压阀，高压表的压力大于0.345Mpa或更大，若压力小于0.310Mpa，则说明压缩机内部有泄露，须重新修理或更换阀片、阀板和缸垫。

（2）压缩机外部泄露检查：

从压缩机吸入端注入少量的制冷剂，然后用手转动其主轴，用检漏仪检查轴封、端盖、吸排气阀口等处有无泄露，若有泄露须拆卸重新修理，若无泄露，就可以装回发动机。

3、2储液干燥器的检修

储液干燥器主要用来储存多余的制冷剂、吸附系统内的水分、过滤系统内的杂质或赃物，保证系统正常工作。

如果储液干燥器吸附水分达到饱和状态和滤网被赃物堵塞，必须更换，其操作过程如下：

（1）排除系统内的制冷剂。

（2）拆下储液干燥器，为防止潮气进入系统内，应用堵头塞住干燥滤清器两端的连接管口。

（3）更换新的干燥滤清器，并向压缩机内添加10~20mL的冷冻油。

（4）对制冷系统检漏、抽真空、充注制冷剂。

3、3膨胀阀的修理过程

（1）排除系统内的制冷剂，卸下膨胀阀，并同时更换储液干燥器。

（2）拧下调整螺母，并记住转动的圈数，因重新装配时，要转同样的圈数，才能保证制冷剂在蒸发器上的过热度。

（3）拆下弹簧、阀座、阀门和推杆，并检查其是否损坏。

（4）取出膨胀阀进口的过滤网，并清除其赃物。

（5）用冷冻油清洗所有的零部件并吹干净。

（6）按与拆卸相反的顺序装配好膨胀阀。

3、4冷凝器的检修

1.冷凝器的检查

1）用检漏仪检查冷凝器泄露情况。

2）检查冷凝器管内的赃物或管外弯曲情况。

若发现压缩机排气压力过高，不正常制冷，管外有结霜、结露现象，说明管内赃物或管外弯堵。

3）冷凝器管外及翅片外表面有污垢、残渣等，将造成散热不良。

2.冷凝器拆卸

1）慢慢地从系统中排出制冷剂。

2）将制冷剂管从冷凝器的进出口螺纹接头上拆卸下来。

3）拆卸冷凝器，拧下联接螺栓，取出衬垫。

3.冷凝器维修

1）冷凝器散热翅片若歪曲变形，可用镊子校正铝散热翅片。

2）冷凝器内脏堵，应拆开冷凝器出口和进口接头，用高压氮气吹洗，冲出赃物。

4）冷凝器管接头处泄露，应更换管接头，并重新进行检漏试压。

5）若是冷凝器风机故障，可不必拆卸冷凝器，只需修理风机。

3.5蒸发器检修

1.蒸发器检查

1）蒸发器是否损坏。

2）用检漏仪检查其是否泄露。

3）观察排泄管路是否洁净、畅通。

4）观察蒸发器外表面是否有积垢。

2.蒸发器拆卸

1）拆下蓄电池的连接线。

2）慢慢地从系统中放出制冷剂。

3）将制冷软管分别从蒸发器的进口和出口接头螺纹上卸下来，并立即盖住开口部位。

3.蒸发器维修

1）清除蒸发器外表面积垢、异物。

2）若蒸发器管有泄露，应进行焊补，若无法焊补应更换蒸发器总成，并向压缩机补充40~50mL的冷冻油。

3）清洁排泄管路，并清除积聚在板底的水分。

4）若是蒸发器风机故障，应修理风机。

4总结

汽车空调的未来发展趋势

（1）控制向自动微机智能化发展：

微机控制的汽车空调系统，不仅将在轿车上应用，在大客车及其他车型上也将得到进一步发展。

（2）变排量压缩机进一步得到发展和应用：

变排量压缩机以其独特的优点，无疑将在汽车空调中获得更加广泛的应用，在加工工艺、材料等问题更好解决后，蜗旋式压缩机将以其高效、节能、零部件少等优点大受人们欢迎。

（3）新型空调结构和系统得到发展：

目前，汽车空调除了单向制冷以外，不少汽车开始使用双向空调，即像室内空调器一样，采用热泵系统，夏季制冷、冬季取暖。

（4）出现新型空调部件：

新结构、新材料、新工艺将不断应用于汽车空调部件，特别体现在热交换器和管口连接上，保证了空调得到更理想的性能。

随着电子技术和汽车技术的进步，以及未来科学技术的迅猛发展，我坚信汽车空调技术将会取得更加突飞猛进的发展。

5参考文献

1冯玉琪《实用空调制冷设备维修大全》电子工业出版社1994

2张蕾《汽车空调》机械工业出版社2007

3林钢主编.汽车空调.机械工业出版社.2007.09

4周建平主编.汽车电器设备构造与维修.人民交通出版社.2005.10

5娄云主编.汽车电路分析.机械工业出版社.2010.01

6赵福堂主编.汽车电器设备与维修.中央广播电视大学出版社.2006.01

毕业生08汽电

（2）班蒋路琴

2011.4.5